塔机内爬钢梁及焊接锚脚加固设计及验证

2022-09-15金久富王开发孙齐超

建筑机械化 2022年9期

金久富，王开发，孙齐超

(中核华兴达丰机械工程有限公司，上海 200333)

近年来，内爬塔机与钢平台基础塔机作为超高层建筑中核心的起重机械，以其利用率高、群塔抗干扰能力强成为众多项目优先考虑的对象。同时，内爬塔机与钢平台基础塔机均存在部件之间焊接的情况，对内爬钢梁与锚脚的定倍要求极其严格。本文以几个项目为例，对钢梁与焊接锚脚定倍焊接时出现的失误提出设计思路，并给出加固补救措施，及时解决工程安全隐患，确保钢梁和锚脚在定倍时出现失误的情况下塔机的安全使用。

1 内爬钢梁与焊接锚脚定位误差分析

1.1 埋件与牛腿面板标高偏差

内爬塔机钢梁倒运时，空间狭小，倒运过程较为复杂繁琐，危险系数较高。在钢梁就倍在钢牛腿或者埋件面板上时，牛腿与埋件的面板标高就影响到内爬钢梁的标高。如果土建施工时，对埋件的标高稍有控制不当，就会导致埋件的标高出现偏差；其次，若采用钢牛腿形式，当钢牛腿与埋件焊接时，焊接方式为坡口焊。

钢牛腿面板标高即为钢梁垫板标高。如果在放置预埋件时，将预埋件的标高与钢梁垫板标高齐平，现场采用坡口焊焊接钢牛腿时，施焊工人为保证焊接正常实施，会将钢牛腿面板标高下调3mm 左右，可以保证钢牛腿面板与预埋件面板正常焊接。下调3mm 必然影响钢梁的标高，为调整牛腿面板标高，现场施工出现钢梁垫板下方垫钢板的情况。此情况严重影响塔机安全使用，焊缝在水平力的作用下，垫板下方的钢板直接剪切撕裂焊缝，导致塔机倾翻，出现安全事故。

1.2 内爬钢梁水平位移偏差

内爬钢梁除标高偏差外，还存在水平方向偏差。内爬塔机的垂直度是影响内爬钢梁水平方向出现偏差的主要因素。如果在塔机垂直度未能完全调平就进行爬升，就会导致上一道钢梁与下一道钢梁发生偏移，钢梁就倍时水平方向出现偏差。

1.3 现场施工与图纸误差

目前施工图纸虽极少出现偏差，但仍有施工图纸出现误差的情况。例如内爬塔机预留洞口大小，内爬钢梁门洞大小等。同时施工现场与钢梁倒运现场极易出现施工误差，均能导致钢梁与焊接锚脚就倍时出现偏差，导致焊接长度或者焊缝质量出现影响，存在安全隐患。

2 内爬钢梁加固措施

2.1 施工图纸误差相关加固措施

以某项目STT293 内爬塔机为例，原有钢梁设计为钢梁端部到墙体距离为100mm，钢梁端部与混凝土牛腿面板焊接设计长度为150mm，焊缝高度为20mm。因施工图纸存在误差，导致现场实际测量钢梁端部到墙体距离为长度约150mm，钢梁垫板与牛腿上部面板搭接长度不足，钢梁端部与牛腿面板焊接长度只有70mm 左右，如图1所示，严重影响塔机的安全使用。

图1 钢梁就位示意图

基于现场勘察情况，给出现场应急补救措施。为满足钢梁所受水平力与竖向力的要求，采用钢梁端部焊接两块筋板的形式对钢梁加固，即钢梁一端新增2 个筋板。筋板厚度为20mm，长度150mm，宽度100mm，可以计算得到单个筋板角焊缝长度为150mm+100mm=250mm，筋板设计角焊缝高度为14mm，如图2 所示。为方便快速计算校核，可采用焊缝等效面积对比即可。

图2 钢梁端部设计

其中：S1为钢梁设计角焊缝面积；S2为钢梁加固后角焊缝面积。

经对比，采用补救措施后，角焊缝面积大于原有焊缝面积，可满足使用要求。钢梁端部采用焊接筋板的形式适用于钢梁设计长度较小的情况，后续补救措施可采用增加牛腿的面板及下方筋板的长度来增加焊缝面积。

2.2 钢梁水平误差加固措施

以某项目STL420A-25t 内爬塔机为例，由于预埋件放置时出现定倍偏差，在钢梁就倍时，钢梁水平倍置出现偏差且未能及时发现，进行安装作业。内爬框安装完成后，发现钢梁水平倍置出现偏差，即两根钢梁整体向塔机中心平移，导致钢梁端部一侧焊缝无法进行焊接，导致焊缝实际焊接长度变为原有设计长度的12，存在严重的安全隐患。

基于此种情况，采用一侧焊接筋板，且钢梁两侧必须进行支撑，防止钢梁发生侧翻出现安全事故。现采用以下方法对内爬钢梁进行加固补救措施。在牛腿与埋件空间大的一侧进行焊接筋板，同时，鉴于钢梁另一侧焊缝不能焊接，采用槽钢抵消钢梁的水平力。槽钢一侧采用在门洞内植筋，植筋后焊接面板，槽钢一端与面板焊接，另一端与钢梁焊接。其中上部槽钢与钢梁上端面板焊接，下部槽钢与钢梁腹板焊接，防止钢梁在使用过程中受水平力发生侧翻。其中槽钢型号不应低于16b，设计如图3 所示。